タンパク質とタンパク質構造

タンパク質は、ペプチド結合を介して結合したアミノ酸のポリマーです。ほとんどのタンパク質は、その機能を果たすために特定の三次元構造に折り畳まれます。

タンパク質の構造は、一次、二次、三次、四次の4つのカテゴリに分類されます。

タンパク質中のアミノ酸の線状配列は、その主要な構造です。これらの配列は、N末端である遊離アミノ末端から、C末端である遊離カルボキシル末端まで、ポリマー合成の順序で読み取られます。

二次構造は、あるアミノ酸のカルボニル基由来の酸素と別のアミノ酸のアミノ基由来の水素との間に水素結合によって形成されます。一般的な二次構造には、αヘリックスとβプリーツシートが含まれます。

これらの結合構造とβターンなどの他の結合構造は、さらに相互作用して、三次構造として知られるタンパク質の三次元構造を形成します。

三次構造の形成は、アミノ酸のR基間の相互作用によって起こります。

電荷が反対のR基はイオン結合を形成することができ、2つのシステイン中の硫黄は共有ジスルフィド架橋を形成することができます。その他の要因としては、疎水性側鎖間の疎水性相互作用と極性側鎖間の水素結合などがあります。

さらに、一部のタンパク質は、2つ以上のポリペプチド鎖の集合体である四次構造を形成します。たとえば、ヘモグロビンは、2つのαと2つのβの4つのサブユニットで構成されるタンパク質です。

科学者は、タンパク質の構造を使用して、細胞内の機能と位置を予測できます。細胞質内のタンパク質は、その表面に親水性アミノ酸を持ち、細胞質内の水と相互作用し、疎水性のコアを持っています。

対照的に、細胞膜に存在するタンパク質は、多くの場合、表面に疎水性アミノ酸を持ち、膜内のグリセロリン脂質と相互作用し、親水性のコアを持っています。